前掠翼
0.8~1.2的穿音速範圍內,機動力最佳;但是最大缺點是機翼與機體接觸的翼根部份會承受極大拉力,傳統機翼製法與材料無法負荷,如果要強化,重量與成本都要大增,這格問題直到俄國Su-47/S-37使用特殊複合材料才初步解決
機翼前﹑後緣向前伸展(前掠)的飛機。前掠翼與後掠翼正好相反﹐梢弦在根弦的前面﹐左右翼俯視投影形成一個V字。前掠翼是和後掠翼同時提出的﹐兩者推遲激波產生的原理是完全相同的(見後掠翼飛機)。1944年德國製造了第一架前掠翼飛機容克斯287﹐機翼前掠角為15°。前掠翼飛機在大迎角時首先從翼根部分開始失速﹐它不會影響飛機縱向﹑橫向的平衡和操縱﹐失速特性比後掠翼飛機好得多。因此前掠翼飛機低速性能好﹐可利用的升力比較大。其次﹐由於失速特性好﹐前掠翼不必像後掠翼那樣帶負扭轉﹐可以根據阻力最小的要求控制機翼升力沿展向分布﹐從而保證機翼有更高的氣動效率。前掠翼的嚴重問題是在結構方面﹐沿結構曲線方向的彎曲變形會使外翼沿氣流方向增大迎角﹐增加外翼部分升力﹐進一步增加機翼的彎曲變形。在足夠大的速度下﹐這種現象會形成惡性循環﹐直到使機翼彎曲折斷。這個現象稱彎扭發散(見圖 前掠翼飛機的彎扭發散 )。開始彎扭發散的速度稱彎扭發散(臨界)速度。為了提高前掠翼的彎扭發散速度﹐需增加機翼抗彎剛度﹐這就會導致機翼結構重量的增加﹐以致完全抵消採用前掠翼帶來的好處。這是前掠翼飛機很少被採用的主要原因。70年代以後﹐有人提出用複合材料結構的彎扭變形耦合效應克服前掠翼發散的缺點﹐也就是通過布置不同纖維方向的鋪層﹐使機翼的彎曲變形引起附加的負扭轉變形﹐從而抵消由升力引起的前掠翼正扭轉。這樣可以得到不發散而重量輕的前掠機翼﹐前掠翼飛機遂又引起人們的注意。
三角翼
震波阻力低,超音速飛行性能最好;但因主翼面積大,所以進行較劇烈運動/高攻角時祖力會大升
機翼前緣後掠﹑後緣基本平直﹑半翼俯視平面形狀為三角形的飛機。三角翼飛機的機翼在結構受載方面非常有利﹐這種機翼能使半翼氣動中心更靠近機翼根部﹐減小根部的彎矩載荷。同時翼根弦長很長﹐在機翼相對厚度一定的條件下﹐機翼根部絕對厚度大﹐使機翼結構材料分布合理﹐因此機翼重量輕﹐剛度好。此外﹐機翼根部容積大﹐有利於收置起落架﹐安放燃油和其他設備。從空氣動力學的角度看﹐三角翼的優點是超音速阻力小﹐從亞音速過渡到超音速時機翼壓力中心向後移動量小﹐這對於舵面平衡能力比較差的飛機尤為重要。無尾飛機和鴨式飛機 平衡能力比正常式飛機差﹐所以基本上都採用三角翼﹐成為三角翼飛機中的主要型式。超音速飛機也常用三角翼的型式﹐機翼前緣後掠角為60°﹐展弦比略大於2.0﹐機翼相對厚度約4％。超音速三角翼飛機由於機翼展弦比較小﹐亞音速飛行時的昇阻比(見飛機空氣動力特性)低﹐亞音速巡航特性不好。此外﹐小展弦比的三角翼只在大迎角下才有足夠的升力係數(無尾型式更有這一特點)。飛機著陸時﹐為了不妨礙駕駛員觀察前下方的跑道﹐機頭不能抬得過高﹐即飛機迎角不能很大﹐所以三角翼飛機的著陸性能較差。
後掠式
能夠簡單地減少空氣阻力,所以適合中低空加速、俯衝加速,因此初期噴射戰機很愛用它;但是與它種相較升力不足,因此高空攔截機不大愛用
機翼前﹑後緣向後伸展(後掠)的飛機。後掠角的大小表示機翼後掠的程度。通常所指的後掠翼飛機﹐機翼後掠角()多在25以上﹐後掠角較小的機翼仍稱平直機翼。當飛機飛行速度(確切地說是垂直機翼前緣的速度)接近音速時﹐機翼上表面局部氣流速度將超過音速﹐這時將出現激波﹐引起激波後面的氣流分離﹐使飛機阻力急劇增加﹐這部分阻力稱為波阻。對於後掠機翼﹐垂直機翼前緣的氣流速度份量(cos)低於飛行速度(見圖)﹐所以只在更高的飛行速度下才出現激波﹐從而可以推遲激波的產生。後掠翼還能減弱激波強度﹐降低波阻。現代高亞音速旅客機大多是後掠翼飛機。採用後掠翼還可在不減低速度的情況下增加機翼厚度﹐藉以增加機翼內部容積﹐用來裝載燃油。超音速殲擊機也常採用後掠機翼以提高亞音速巡航速度﹐減少超音速飛行時的阻力。後掠翼飛機的缺點是機翼扭轉剛度差﹐機翼的彎曲變形會使外翼在順氣流方向產生負的扭轉﹐嚴重降低副翼操縱效率。為克服這一缺點﹐往往要付出增加結構重量的代價。其次是在大迎角時﹐氣流先從翼梢部分分離﹐使飛機自動上仰和滾轉﹐嚴重影響飛機低速飛行的安全。為防止這種現象常常需要採取附加的氣動布局措施﹐如機翼負扭轉﹐設置翼刀﹑機翼前緣鋸齒和缺口等。中國製造的強5就屬於後掠翼飛機。
雖然前掠翼有一些問題無法解決,但是他那迷人的線條真是銷魂阿...
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[ 本文最後由 qscfthn0007 於 2007-8-30 13:18 編輯 ] |
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